JP2012513661A - Method for producing component layer for organic light emitting diode - Google Patents
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Abstract
本発明は、正孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料、電子注入材料、および放出材料からなる群から選択される少なくとも1種類の構成材料と、溶媒と、結着剤とを含む組成物を粉砕するステップを伴う有機発光ダイオード用の構成層の調製方法に関する。分散液または懸濁液の調製に粉砕を使用する場合、その結果として得られる構成層の表面品質が向上し、それによって有機発光素子の性能を著しく向上させることができることが分かった。本発明はまた、上記調製方法によって調製される構成層を含む有機発光素子を提供する。
【選択図】図1The present invention is a composition comprising at least one component material selected from the group consisting of a hole transport material, an electron transport material, a hole injection material, an electron injection material, and an emission material, a solvent, and a binder. The present invention relates to a method for preparing a constituent layer for an organic light emitting diode, comprising a step of grinding the product. It has been found that when grinding is used to prepare the dispersion or suspension, the resulting surface quality of the constituent layers is improved, thereby significantly improving the performance of the organic light emitting device. The present invention also provides an organic light emitting device including a constituent layer prepared by the above preparation method.
[Selection] Figure 1
Description
関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書中に援用される2008年12月23日出願の欧州特許出願第08172712.5号に関する特典を請求する。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application claims the benefit of European Patent Application No. 08172712.5 filed on December 23, 2008, which is incorporated herein by reference.
本発明は、粉砕に基づく有機発光ダイオード用の構成層の製造方法に関する。本発明はさらに、そのような方法により調製された構成層を有する発光素子に関する。 The present invention relates to a method for producing a constituent layer for an organic light emitting diode based on grinding. The present invention further relates to a light emitting device having a constituent layer prepared by such a method.
現在、様々なディスプレイ装置、具体的には有機材料によるエレクトロルミネッセンス(EL)に基づくものが活発に研究開発されている。光ルミネッセンス(すなわち、光吸収および励起状態の放射性崩壊による緩和が原因の活性材料からの光の放出)と違って、ELは基板に電界を印加することにより生ずる光の非熱的発生を指す。ELの場合、励起は、外部回路の存在下で有機半導体に注入された反対符合の電荷キャリア(電子および正孔)の再結合によって達成される。 Currently, various display devices, specifically those based on electroluminescence (EL) based on organic materials, are being actively researched and developed. Unlike photoluminescence (ie, emission of light from an active material due to light absorption and relaxation due to radioactive decay of an excited state), EL refers to the non-thermal generation of light caused by applying an electric field to a substrate. In the case of EL, excitation is achieved by recombination of opposite sign charge carriers (electrons and holes) injected into the organic semiconductor in the presence of an external circuit.
有機発光ダイオード(OLED)の単純な原型、すなわち単層OLEDは、一般には2電極間に挟まれた活性有機材料から作られる薄膜からなる。一方の電極は、有機層からの光の放出を観察するために半透明であることが必要である。一般に酸化インジウムスズ(ITO)被覆ガラス基板が陽極として使用される。 Simple prototypes of organic light emitting diodes (OLEDs), or single layer OLEDs, generally consist of a thin film made from an active organic material sandwiched between two electrodes. One electrode needs to be translucent in order to observe the emission of light from the organic layer. In general, an indium tin oxide (ITO) coated glass substrate is used as the anode.
活性有機材料から薄膜を作製する場合、デポジションは、主に気相または液相法により行われる。真空蒸着は小分子およびオリゴマーに対して使用され、設備が高価なことと蒸着処理量が低いために多少費用がかかるが、高い電界効果移動度およびオン/オフ比を有する膜を生成する。この方法を用いて堆積した有機材料膜の例は、オリゴチオフェンおよびオリゴフルオレン誘導体、メタロフタロシアニン、およびアセン、例えばペンタセンおよびテトラセンである。 In the case of producing a thin film from an active organic material, the deposition is mainly performed by a gas phase or liquid phase method. Vacuum deposition is used for small molecules and oligomers and is somewhat expensive due to the expensive equipment and low deposition throughput, but produces films with high field effect mobility and on / off ratio. Examples of organic material films deposited using this method are oligothiophene and oligofluorene derivatives, metallophthalocyanines, and acenes such as pentacene and tetracene.
OLED製造法に広く使用されている真空蒸着/パターン形成法は、印刷、インクジェット、およびスピン塗布などの溶液法よりも費用がかかり、また17インチを超える広い面積のガラスパネルの製造では、その製造工程中にその広い面積のガラスパネルの中央が曲げられるので適切でない。したがって溶液法は、真空蒸着/パターン形成工程の上記の問題を克服し、デバイスの効率を増す可能性があるので検討されてきた。 The vacuum deposition / patterning method widely used in OLED manufacturing methods is more expensive than solution methods such as printing, ink jet, and spin coating, and the manufacturing of large area glass panels larger than 17 inches is its manufacturing. Since the center of the large area glass panel is bent during the process, it is not appropriate. Accordingly, solution methods have been explored because they may overcome the above problems of vacuum deposition / patterning processes and increase device efficiency.
溶液可溶性有機半導体については2形態のデポジションが利用可能である。すなわち、有機半導体の可溶性前駆体を溶液から堆積させ、次いでその後に最終の膜へ転換するか、または溶液から直接に堆積させる。可溶性前駆体使用の動機は、大多数の共役オリゴマーおよびポリマーが、その分子構造中に側鎖置換を組み込まない限り、通常の溶剤に不溶であることである。側鎖を加えることは、分子パッキングを妨害するか、または電荷キャリアの可動性を低下させて分子間のπ−πスタッキング距離を増大させる可能性があるが、適切に使用される場合、位置規則性ポリ(3−ヘキシルチオフェン)(P3HT)の場合のように、それを組み込んでより良好な分子パッキングを増進させることができる。しかしながらその加工温度の決定は、低コストのプラスチック基板と両立させるには前駆体から半導体への転化温度が高過ぎるので難しい。さらに、前駆体を対応する半導体に転化するために、少なくとも1つの追加の加工ステップが必要である。 Two forms of deposition are available for solution soluble organic semiconductors. That is, a soluble precursor of an organic semiconductor is deposited from solution and then subsequently converted to the final film or deposited directly from solution. The motivation for using soluble precursors is that the majority of conjugated oligomers and polymers are insoluble in common solvents unless they incorporate side chain substitution in their molecular structure. Adding side chains can interfere with molecular packing or reduce charge carrier mobility and increase π-π stacking distance between molecules, but if used properly, position rules As with the poly (3-hexylthiophene) (P3HT), it can be incorporated to enhance better molecular packing. However, it is difficult to determine the processing temperature because the conversion temperature from the precursor to the semiconductor is too high to be compatible with a low-cost plastic substrate. Furthermore, at least one additional processing step is necessary to convert the precursor to the corresponding semiconductor.
スピン塗布および溶液流延は、直接溶液デポジションの2つの一般的な方法であり、ポリマー、例えば位置規則性P3HTまたは様々な可溶性オリゴマーにしばしば使用される。さらに、フタロシアニン系材料などの小分子が、スピン塗布および溶媒流延技術などの湿式法に使用されてきた。 Spin coating and solution casting are two common methods of direct solution deposition and are often used for polymers such as regioregular P3HT or various soluble oligomers. In addition, small molecules such as phthalocyanine-based materials have been used in wet methods such as spin coating and solvent casting techniques.
米国特許第3,775,149号、第4,371,642号、第5,716,435号、および第5,859,237号明細書、および国際公開第05/123844A1号パンフレットは、粉砕媒体を用いた粉砕(milling)、または混練り(kneading)によるフタロシアニンなどの顔料および分散液の様々な製造方法を開示している。例えば、米国特許第3,775,149号明細書は、水性媒体に溶かした粗顔料の分散懸濁液を、好ましくは5から10%の表面活性剤を顔料が凝集するまで含有する水性媒体に不溶性の粒状摩砕成分と共に摩砕する(grind)ことによって、フタロシアニン顔料を少なくとも80%までβ−色素の形態で製造する方法を開示している。 U.S. Pat. Nos. 3,775,149, 4,371,642, 5,716,435, and 5,859,237, and WO 05 / 123844A1 are disclosed in US Pat. Various methods for producing pigments and dispersions such as phthalocyanines by milling or kneading using a bismuth are disclosed. For example, U.S. Pat. No. 3,775,149 describes a dispersion suspension of a crude pigment dissolved in an aqueous medium, preferably in an aqueous medium containing 5 to 10% surfactant until the pigment agglomerates. Disclosed is a process for preparing phthalocyanine pigments in the form of β-dyes to at least 80% by grinding with an insoluble particulate grinding component.
米国特許出願公開第2001/009691A号および米国特許第6,023,371号明細書は、基板上にインクジェット印刷することによって、蛍光染料およびホストマトリックスを含むインクを堆積させることを伴うディスプレイ装置の作製方法、ならびに様々な蛍光染料およびホストマトリックス、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリブタジエンなどを開示している。米国特許第6,087,196号明細書はまた、溶媒に溶かした有機材料をインクジェット印刷によって堆積させることによる基板上にパターンを形成する方法について記載し、またインクジェット印刷による基板上へのポリビニルカルバゾール膜および溶媒に溶かした発光染料の堆積、ならびにインクジェット印刷に適したそれら溶液の濃度の制御方法について開示している。米国特許出願公開第2004/097101A号明細書中には銅フタロシアニン、トリス−(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(Alq3)などの様々な材料が、インクジェット印刷およびスピン塗布などの溶媒法を用いて有機層を形成するための発光材料として開示されている。 US 2001/009691 A and US Pat. No. 6,023,371 describe the fabrication of a display device that involves depositing an ink comprising a fluorescent dye and a host matrix by inkjet printing onto a substrate. Disclosed are methods and various fluorescent dyes and host matrices such as polymethylmethacrylate (PMMA), polybutadiene, and the like. US Pat. No. 6,087,196 also describes a method of forming a pattern on a substrate by depositing an organic material dissolved in a solvent by ink jet printing, and polyvinyl carbazole on the substrate by ink jet printing. Deposition of luminescent dyes dissolved in films and solvents, and methods for controlling the concentration of those solutions suitable for ink jet printing are disclosed. In US 2004 / 097101A, various materials such as copper phthalocyanine, tris- (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq 3 ) are organically produced using solvent methods such as inkjet printing and spin coating. It is disclosed as a luminescent material for forming a layer.
導電性材料などの他の種類の材料もまた検討されている。米国特許第6,366,017号明細書、および米国特許出願公開第2003/054579A号、第2003/222250A号、第2005/029932A号、および第2007/031700A号明細書は、ポリフェニレンビニレン誘導体(例えば、MEH−PPV)などの放出材料および導電性ポリマーをスピン塗布して放出層を調製することに関して様々な例を開示している。しかしながらこれらの例は、その放出材料、具体的には高分子材料の溶媒への溶解を利用しているにすぎず、粉砕を利用して放出材料の溶液/分散液を調製するのではない。 Other types of materials such as conductive materials are also being considered. U.S. Patent No. 6,366,017 and U.S. Patent Application Publication Nos. 2003 / 054579A, 2003 / 222250A, 2005 / 029932A, and 2007 / 031700A describe polyphenylene vinylene derivatives (e.g., , MEH-PPV), and various examples relating to the preparation of the emissive layer by spin coating of emissive materials and conducting polymers. However, these examples only make use of the release material, specifically the dissolution of the polymeric material in a solvent, and do not utilize grinding to prepare a solution / dispersion of the release material.
他の特許、例えば特開2007−157349A2号公報、同第2007−207591A2号公報、同第2007−207592A2号公報、および同第2007−207593A2号公報、および中国特許公開第1819303A号明細書は、可溶性材料(例えば、MEH−PPV)を溶解することによって、または導電性ポリマーとドーピング用小分子を混合することによって得られる様々な構造の有機発光ダイオードおよびそれらの構成層を開示している。 Other patents such as JP 2007-157349A2, 2007-207591A2, 2007-207592A2, 2007-207593A2, and Chinese Patent Publication No. 1819303A are soluble. Disclosed are organic light emitting diodes and their constituent layers of various structures obtained by dissolving materials (eg MEH-PPV) or by mixing conducting polymers and doping small molecules.
しかしながら小分子有機材料の懸濁液または分散液の調製は困難であり、時にはOLED素子用の高品質膜の調製にとって不適切である。したがって上記必要条件のすべてを満たすことができるような懸濁液または分散液の調製方法の開発が望ましいであろう。 However, preparation of suspensions or dispersions of small molecule organic materials is difficult and sometimes inappropriate for the preparation of high quality films for OLED devices. Therefore, it would be desirable to develop a method for preparing suspensions or dispersions that can meet all of the above requirements.
本発明は、有機発光ダイオード用の構成層の調製方法に関し、それは下記のようにその得られる層の表面品質を向上させることができる。 The present invention relates to a method for preparing a constituent layer for an organic light emitting diode, which can improve the surface quality of the resulting layer as described below.
本発明は、正孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料、電子注入材料、および放出材料からなる群から選択される少なくとも1種類の構成材料と、溶媒と、結着剤とを含む組成物を粉砕することを伴う有機発光ダイオード用の構成層の調製方法を提供する。 The present invention is a composition comprising at least one component material selected from the group consisting of a hole transport material, an electron transport material, a hole injection material, an electron injection material, and an emission material, a solvent, and a binder. Provided is a method for preparing a component layer for an organic light emitting diode, which involves grinding the object.
本発明は、具体的には
(a)正孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料、電子注入材料、および放出材料からなる群から選択される少なくとも1種類の有機構成材料、
(b)溶媒、および
(c)結着剤
を含む組成物を粉砕するステップを含み、
上記粉砕を、
(i)最初に結着剤を溶媒と共に粉砕し、
(ii)構成材料を加える
少なくとも2ステップで行う有機発光ダイオード用の構成層の調製方法を提供する。
Specifically, the present invention specifically includes: (a) at least one organic constituent material selected from the group consisting of a hole transport material, an electron transport material, a hole injection material, an electron injection material, and an emission material;
Crushing a composition comprising (b) a solvent, and (c) a binder,
The above grinding
(I) First, the binder is ground with a solvent,
(Ii) A method for preparing a constituent layer for an organic light emitting diode, which is performed in at least two steps of adding a constituent material.
本発明の一実施形態では構成材料を、ステップ(i)から得られる混合物に粉砕を続けながら加える。上記第一の実施形態では、粉砕を、(a)最初に結着剤を、溶媒中で粉砕媒体の存在下で粉砕し、次いで(b)粉砕を続けながら孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料、電子注入材料、および放出材料からなる群から選択される少なくとも1種類の構成材料を加える少なくとも2ステップで行う。 In one embodiment of the invention, the constituent materials are added to the mixture resulting from step (i) while continuing to grind. In the first embodiment, the pulverization is performed by (a) firstly binding the binder in a solvent in the presence of a pulverization medium, and (b) while continuing the pulverization, This is performed in at least two steps by adding at least one constituent material selected from the group consisting of a hole injecting material, an electron injecting material, and an emitting material.
別の実施形態では、ステップ(i)で行われる粉砕を停止し、ステップ(i)の粉砕混合物に構成材料を加え、得られた混合物をさらに粉砕する。上記第二の実施形態では、粉砕を、(a)最初に結着剤を溶媒中で粉砕媒体の存在下で粉砕し、(b)上記少なくとも1種類の構成材料を加えて混合物を形成し、次いで(c)得られた混合物をさらに粉砕する少なくとも3ステップで行う。 In another embodiment, the milling performed in step (i) is stopped, the constituent materials are added to the milled mixture of step (i), and the resulting mixture is further milled. In the second embodiment, pulverization is performed by (a) first pulverizing the binder in a solvent in the presence of a pulverization medium, (b) adding at least one constituent material to form a mixture, Next, (c) the resulting mixture is further pulverized in at least three steps.
幾つかの特定の実施形態では、ステップ(i)および(ii)の後に、希釈し粉砕を繰返す追加のステップを、粉砕混合物の粘度が約1から約50cpの範囲になるまで行うことができる。 In some specific embodiments, after steps (i) and (ii), an additional step of diluting and repeating the milling can be performed until the viscosity of the milled mixture is in the range of about 1 to about 50 cp.
本発明の別の実施形態では、希釈し粉砕を繰返すステップを、粉砕混合物の粘度がスピン塗布に適するようになるまでさらに行い、その混合物をスピン塗布して構成層を調製する。 In another embodiment of the invention, the step of diluting and repeating the pulverization is further performed until the viscosity of the pulverized mixture is suitable for spin coating, and the mixture is spin coated to prepare the constituent layers.
本発明において構成材料は、好ましくは有機構成材料である。 In the present invention, the constituent material is preferably an organic constituent material.
結着剤については、蛍光を失わせない材料、とりわけスクリーン印刷、写真彫刻などにより精細にパターン形成することができる材料から選択することが好ましい。本発明の好ましい実施形態では結着剤は、高分子材料、具体的には導電性高分子材料、より具体的にはポリ(ビニルブチラール)などのビニル基を含有する、ポリ(エチレングリコール)などのアルコール基を含有する、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリ(アクリレート)、ポリ(アクリロニトリル)などのアクリル酸基を含有する、ポリ(テレフタル酸エチレン)などのフタル酸基を含有する、ポリ(スルホン)、ポリ(1,4−フェニルスルフィド)などのスルフィド基を含有する、ポリ(スチレン−co−ブタジエン)などのスチレン基を含有する、共役二重結合を含有するモノマーから作られるポリマーおよびこれらの混合物と、これらのコポリマーと、それらの混合物とからなる群から選択されるポリマーである。 The binder is preferably selected from materials that do not lose fluorescence, particularly materials that can be finely patterned by screen printing, photographic engraving, and the like. In a preferred embodiment of the present invention, the binder is a polymer material, specifically a conductive polymer material, more specifically a vinyl group such as poly (vinyl butyral), poly (ethylene glycol), etc. Poly (sulfone) containing phthalic acid groups such as poly (ethylene terephthalate) containing poly (methyl methacrylate), poly (acrylate), poly (acrylonitrile) and other acrylic acid groups ), Polymers made from monomers containing conjugated double bonds, containing styrene groups such as poly (styrene-co-butadiene), containing sulfide groups such as poly (1,4-phenylsulfide), and these A polymer selected from the group consisting of a mixture, a copolymer thereof, and a mixture thereof.
溶媒に関しては、本明細書中で使用される有機溶媒は、使用される結着剤およびその中に溶解される構成材料に応じて周知の適切な有機溶剤から選択することができる。例えば、モノクロロベンゼン、二塩化メチレン、二塩化エチレン、1,2−ジクロロベンゼン、およびテトラクロロメタンなどのハロゲン化溶剤と、ジオキソランおよびテトラヒドロフランなどのヘテロ環式溶剤と、メタノール、エタノール、プロパノール、オクタノール、イソプロピルアルコール、およびフェノールなどのアルコールと、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、およびN−メチルピロリドンなどのケトンと、プロピレングリコールメチルエーテルアセタート(PGMEA)およびエチルアセタートなどのアセタートと、トルエンおよびベンゼンなどの芳香族溶剤と、トリエチルアミン、イソプロピルアミン、およびアニリンなどのアミンと、ヘキサンおよびシクロヘキサンなどの炭化水素と、N,N’−ジメチルホルムアミドなどのアミドと、アセトニトリルなどのニトリルとを使用することができる。 With respect to the solvent, the organic solvent used herein can be selected from well-known suitable organic solvents depending on the binder used and the constituent materials dissolved therein. For example, halogenated solvents such as monochlorobenzene, methylene dichloride, ethylene dichloride, 1,2-dichlorobenzene, and tetrachloromethane, heterocyclic solvents such as dioxolane and tetrahydrofuran, methanol, ethanol, propanol, octanol, Alcohols such as isopropyl alcohol and phenol; ketones such as cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, and N-methylpyrrolidone; acetates such as propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA) and ethyl acetate; toluene and Aromatic solvents such as benzene, amines such as triethylamine, isopropylamine, and aniline, and charcoal such as hexane and cyclohexane It can be used and hydrogen, N, and amides, such as N'- dimethylformamide, and nitriles such as acetonitrile.
構成層の例には、正孔注入材料(HIM)を含む正孔注入層(HIL)、正孔輸送材料(HTM)を含む正孔輸送層(HTL)、放出材料(EM)を含む放出層(EML)、電子輸送材料(ETM)を含む電子輸送層(ETL)、および電子注入材料(EIM)を含む電子注入層(EIL)が挙げられる。放出層または発光層は、正孔および電子を注入し、それらを輸送し、それらを再結合させて励起子を生み出す(光の放出を引き起こす)機能を有する。時に電荷注入層とも呼ばれる正孔注入層は、陽極からの正孔の注入を容易にする機能を有し、一方、しばしば電荷輸送層と呼ばれる正孔輸送層は、正孔を輸送し、かつ電子の輸送を妨害する機能を有する。発光層に使用される化合物が比較的低い電子注入および輸送機能を有する場合、陰極からの電子の注入を容易にし、電子を輸送し、正孔輸送を妨害する機能を有する電子注入および輸送層を設けることができる。 Examples of constituent layers include a hole injection layer (HIL) containing a hole injection material (HIM), a hole transport layer (HTL) containing a hole transport material (HTM), and an emission layer containing an emission material (EM). (EML), an electron transport layer (ETL) containing an electron transport material (ETM), and an electron injection layer (EIL) containing an electron injection material (EIM). The emission layer or light-emitting layer has a function of injecting holes and electrons, transporting them, and recombining them to generate excitons (causing emission of light). A hole injection layer, sometimes called a charge injection layer, has the function of facilitating the injection of holes from the anode, while a hole transport layer, often called a charge transport layer, transports holes and electrons It has the function to obstruct the transportation of When the compound used for the light-emitting layer has a relatively low electron injection and transport function, an electron injection and transport layer having a function of facilitating the injection of electrons from the cathode, transporting electrons, and hindering hole transport Can be provided.
正孔伝導性放出層に関しては、励起子遮断層、特に放出層と電子輸送層の間の正孔遮断層(HBL)を有することができる。電子伝導性放出層に関しては、励起子遮断層、特に放出層と正孔輸送層の間の電子遮断層(EBL)を有することができる。放出層はまた、正孔輸送層(この場合、励起子遮断層は陽極の近傍または陽極にある)または電子輸送層(この場合、励起子遮断層は陰極の近傍または陰極にある)の役割を果たすこともできる。 With respect to the hole conducting emission layer, it can have an exciton blocking layer, in particular a hole blocking layer (HBL) between the emission layer and the electron transport layer. With respect to the electron-conducting emission layer, it can have an exciton blocking layer, in particular an electron blocking layer (EBL) between the emission layer and the hole transport layer. The emission layer also serves as a hole transport layer (in this case the exciton blocking layer is near or at the anode) or an electron transport layer (in this case the exciton blocking layer is near or at the cathode) It can also be fulfilled.
或る構成層に使用される幾つかの化合物は、それらの仕事関数によっては有機発光ダイオードの他の構成層中では違うように働くことができる。例えばAlq3は緑色エミッタとして使用されているが、それは同時に幾つかの青色発光有機素子では電子輸送層に使用することができる。 Some compounds used in certain constituent layers can work differently in other constituent layers of organic light emitting diodes depending on their work functions. For example, Alq 3 is used as a green emitter, but it can be used in the electron transport layer simultaneously in some blue light emitting organic devices.
放出材料については、高い蛍光量子効率と、電子および正孔キャリアの両方に対する安定性とを有するものを使用するのが好ましい。放出材料は、(A)金属錯体、例えば8−ヒドロキシキノリン金属錯体およびIr錯体、(B)蛍光有機染料、例えば蛍光部分を有する炭化水素、および(C)導電性ポリマーからなる群から選択される少なくとも1種類であることができる。具体的には、A族の放出材料は、Alq3またはその誘導体(ただし、qは8−ヒドロキシキノレートおよびIr錯体を指す)から選択される少なくとも1種類であることができ、B族の放出材料は、4,4’−ビス(2,2−ジフェニル−エテン−1−イル)ジフェニル(DPVBi)、クマリン6、およびペリレンから選択される少なくとも1種類であることができ、またC族の放出材料は、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、およびこれらの誘導体から選択される少なくとも1種類であることができる。幾つかの放出材料については、より良好な純度を得るために真空昇華などの追加の精製ステップを行うこともできる。 As the emission material, it is preferable to use a material having high fluorescence quantum efficiency and stability to both electrons and hole carriers. The release material is selected from the group consisting of (A) metal complexes, such as 8-hydroxyquinoline metal complexes and Ir complexes, (B) fluorescent organic dyes, such as hydrocarbons with fluorescent moieties, and (C) conductive polymers. There can be at least one type. Specifically, the Group A release material can be at least one selected from Alq 3 or derivatives thereof (where q refers to 8-hydroxyquinolate and Ir complexes) and the Group B release The material can be at least one selected from 4,4′-bis (2,2-diphenyl-ethen-1-yl) diphenyl (DPVBi), coumarin 6, and perylene, and is a group C release The material can be at least one selected from polyphenylene vinylene, polythiophene, and derivatives thereof. For some release materials, additional purification steps such as vacuum sublimation can be performed to obtain better purity.
電子輸送材料から作られる層は、有利には発光材料および(任意選択の)ホスト材料を含有する放出層中に電子を輸送するために使用される。ホスト材料とは、層を形成するために正孔または電子輸送層中に存在することができる不活性ポリマー、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)またはポリブタジエンなどのホストマトリクスを指す。電子輸送材料は、金属キノキソレート(例えば、Alq3、Liq)、オキサジアゾール、およびトリアゾールからなる群から選択される電子輸送マトリクスであることができる。電子輸送材料の例は、式[「Alq3」]のトリス−(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウムである。
電子注入材料に関しては、そのような電子注入機能を有する任意の材料を使用することができる。具体的には電子注入材料は、BaO、SrO、Li2O、LiCl、LiF、MgF2、MgO、およびCaF2から選択することができる。 Regarding the electron injection material, any material having such an electron injection function can be used. Specifically, the electron injection material can be selected from BaO, SrO, Li 2 O, LiCl, LiF, MgF 2 , MgO, and CaF 2 .
本発明の別の実施形態では組成物はさらに、CuPc、芳香族アミン、ジスチリルアリーレン誘導体(DSA)、ナフタレン、ポリチオフェンとその誘導体、ペリレンとペリレン誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)とその誘導体、ポリ(9−ビニルカルバゾール)(PVK)、オキサジアゾールとその誘導体、およびトリアゾールからなる群から選択される少なくとも1種類の化合物を含む。 In another embodiment of the present invention, the composition further comprises CuPc, aromatic amine, distyrylarylene derivative (DSA), naphthalene, polythiophene and derivatives thereof, perylene and perylene derivatives, poly (p-phenylene vinylene) and derivatives thereof, It includes at least one compound selected from the group consisting of poly (9-vinylcarbazole) (PVK), oxadiazole and its derivatives, and triazole.
このような放出材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料、および/または電子注入材料を、好ましくは結着剤および後に述べる有機溶媒中に分散させる。したがってそれらは、結着剤および有機溶媒中にわずかに可溶性であるべきである。放出材料の結着剤および有機溶媒の割合は、約1から約80体積%、具体的には約10から約60体積%、より具体的には約20から約40体積%である。 Such an emission material, a hole transport material, an electron transport material, a hole injection material, and / or an electron injection material are preferably dispersed in a binder and an organic solvent described later. They should therefore be slightly soluble in the binder and the organic solvent. The proportion of binder and organic solvent in the release material is from about 1 to about 80% by volume, specifically from about 10 to about 60% by volume, more specifically from about 20 to about 40% by volume.
放出材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料、および/または電子注入材料の分散液または懸濁液の調製については、本発明では粉砕を使用する。具体的にはボールミル粉砕を、好ましくはジルコニア球またはガラス球などの無機の球の存在下で使用する。無機の球の粒径は、一般には1μm〜10mm、具体的には5μm〜5mm、最も具体的には0.01mm〜2.0mmである。粉砕は、塗料撹拌機などの任意の適切な粉砕装置中で行うことができる。粉砕は、約0から約100℃、具体的には約20から約80℃、より具体的には約40から約50℃の温度、最も具体的には二塩化メチレンの還流温度で、約10分間から約12時間、具体的には約1から約8時間、最も具体的には約2から約4時間行うことができる。 For the preparation of emission materials, hole transport materials, electron transport materials, hole injection materials, and / or dispersions or suspensions of electron injection materials, milling is used in the present invention. Specifically, ball milling is preferably used in the presence of inorganic spheres such as zirconia spheres or glass spheres. The particle diameter of the inorganic sphere is generally 1 μm to 10 mm, specifically 5 μm to 5 mm, and most specifically 0.01 mm to 2.0 mm. The grinding can be performed in any suitable grinding device such as a paint stirrer. Grinding is performed at a temperature of about 0 to about 100 ° C., specifically about 20 to about 80 ° C., more specifically about 40 to about 50 ° C., most specifically about 10 ° C. at the reflux temperature of methylene dichloride. The time can be from about 12 minutes to about 12 hours, specifically about 1 to about 8 hours, most specifically about 2 to about 4 hours.
ボールミル粉砕の後、その得られた分散液または懸濁液を試験して、それがスピン塗布に適しているかどうかを鑑別する。鑑別には任意の通常の方法を使用することができるが、好ましい方法には、分散液または懸濁液をミクロフィルターに通して濾過するフィルター試験、分散液または懸濁液を用いたITOガラス上への予備的な塗布、またはその粘度の測定が挙げられる。 After ball milling, the resulting dispersion or suspension is tested to determine if it is suitable for spin coating. Any conventional method can be used for the discrimination, but preferred methods include filter tests in which the dispersion or suspension is filtered through a microfilter, on ITO glass using the dispersion or suspension. Preliminary application to the surface, or measurement of its viscosity.
典型的なスピン塗布の場合、分散液または懸濁液は、好ましくは1.0〜50cp、より好ましくは5〜25cp、最も好ましくは5〜15cpの粘度を有する。結果として生じる分散液または懸濁液の粘度は、適切な溶媒による希釈および粉砕手順の繰返しによって調節することができる。 For typical spin coating, the dispersion or suspension preferably has a viscosity of 1.0 to 50 cp, more preferably 5 to 25 cp, and most preferably 5 to 15 cp. The viscosity of the resulting dispersion or suspension can be adjusted by dilution with a suitable solvent and repeated grinding procedures.
粉砕および任意の後続の手順により得られる分散液または懸濁液がその塗布方法に適している場合、それを基板、具体的には酸化インジウムスズ(ITO)被覆基板上へ塗布して構成層を形成することができる。本明細書中で使用される塗布方法には、バーコート法、グラビアまたはリバースコート法などのロールコート法、ドクターまたはナイフ法、ノズルコート法、およびスピン塗布法が挙げられ、これらはすべて当業界で知られている。とりわけ本明細書中で使用される塗布法にはスピン塗布法が挙げられる。 If the dispersion or suspension obtained by grinding and any subsequent procedures is suitable for the application method, it is applied onto a substrate, specifically an indium tin oxide (ITO) coated substrate, to form the constituent layers. Can be formed. Coating methods used herein include bar coating methods, roll coating methods such as gravure or reverse coating methods, doctor or knife methods, nozzle coating methods, and spin coating methods, all of which are known in the art. Is known. In particular, the coating method used in this specification includes a spin coating method.
塗布工程の後、本発明により調製されたITOガラス上に塗布される結果として得られる構成層は、走査電子顕微鏡(SEM)または原子間力顕微鏡(AFM)によって観察される良好な表面品質を示し、OLED素子を製造するための必要条件を満たす。これら構成層を有するOLED素子の多層構造を調製することができる。具体的にはこのOLEDは図1に示す多層構造を有し、1はガラス基板であり、2はITO層(陽極)であり、3はCuPcを含むHIL層であり、4はNPDまたは2−TNATAを含むHTL層であり、5はDPVBiおよび結着剤を含むEMLであり、6はAlq3を含むETLであり、7はAl層(陰極)である。 After the application process, the resulting constituent layer applied on the ITO glass prepared according to the present invention exhibits good surface quality as observed by scanning electron microscope (SEM) or atomic force microscope (AFM). Satisfying the requirements for manufacturing OLED elements. A multilayer structure of an OLED element having these constituent layers can be prepared. Specifically, this OLED has the multilayer structure shown in FIG. 1, 1 is a glass substrate, 2 is an ITO layer (anode), 3 is a HIL layer containing CuPc, 4 is NPD or 2- An HTL layer containing TNATA, 5 is an EML containing DPVBi and a binder, 6 is an ETL containing Alq 3 , and 7 is an Al layer (cathode).
本発明の調製方法によって得られる構成層の表面品質(例えば、粗さ)に基づいてすぐれた結果を得ることができ、本発明の構成層を用いたOLED素子は、真空蒸着技術などの別の方法によって調製された構成層を有するものを凌ぐ良好な性能を示した。 Excellent results can be obtained based on the surface quality (for example, roughness) of the constituent layer obtained by the preparation method of the present invention, and the OLED device using the constituent layer of the present invention can be used in another method such as a vacuum deposition technique. It showed good performance over those with constituent layers prepared by the method.
本発明はまた、OLEDの作製のために本発明の構成層を使用する方法に関する。 The invention also relates to a method of using the constituent layers of the invention for the production of OLEDs.
本発明の他の態様は、本発明の方法により調製された構成層、その構成層を含むOLED、および上記OLEDを含むディスプレイ装置に関する。 Another aspect of the present invention relates to a component layer prepared by the method of the present invention, an OLED including the component layer, and a display device including the OLED.
実施例1
銅フタロシアニン(CuPc)、Alq3、NPD、2−TNATA、およびDPVBiを購入するか、またはよく知られている方法により合成し、昇華装置中で行われる昇華によって精製した。エレクトロルミネッセンス効率(単位cd/Aで測定される)および出力効率(単位Im/Wで測定される)を、EL/PL分光光度計により得られる電流/電圧/明るさ特性線から計算される明るさの関数として求める。
Example 1
Copper phthalocyanine (CuPc), Alq 3 , NPD, 2-TNATA, and DPVBi were purchased or synthesized by well-known methods and purified by sublimation performed in a sublimation apparatus. Brightness calculated from current / voltage / brightness characteristic lines obtained by EL / PL spectrophotometer for electroluminescence efficiency (measured in cd / A) and output efficiency (measured in Im / W) As a function of
1.構成材料の分散液の調製
結着剤として重量平均分子量20,000を有するポリエチレングリコールおよび溶媒としてテトラヒドロフランを、粒径0.01mmから2.0mmを有するジルコニアビーズを含有するポリエチレン製の瓶に加えた。塗料撹拌機中で第一粉砕を2から4時間行い、次いで精製した銅フタロシアニン(CuPc)を加え、さらに第二粉砕を2から4時間行った。少量の混合物を第二粉砕の間に試料として抜き取り、ミクロフィルターを用いたフィルター試験により後続のスピン塗布工程に対する適応性を測定した。粘度が高過ぎる(>50cp)場合、追加量の溶媒をさらに加え、次いでその混合物をさらに2から4時間粉砕した。また、分散液の粒径をゼータ電位により測定した。粘度5〜15cpを有するCuPcの分散液を得た。
1. Preparation of component dispersions Polyethylene glycol having a weight average molecular weight of 20,000 as a binder and tetrahydrofuran as a solvent were added to a polyethylene bottle containing zirconia beads having a particle size of 0.01 mm to 2.0 mm. . The first pulverization was performed in a paint stirrer for 2 to 4 hours, then purified copper phthalocyanine (CuPc) was added, and the second pulverization was further performed for 2 to 4 hours. A small amount of the mixture was withdrawn as a sample during the second grinding and its adaptability to the subsequent spin coating process was determined by a filter test using a microfilter. If the viscosity was too high (> 50 cp), an additional amount of solvent was added and the mixture was then milled for an additional 2 to 4 hours. Further, the particle size of the dispersion was measured by zeta potential. A dispersion of CuPc having a viscosity of 5-15 cp was obtained.
Alq3、NPD、2−TNATA、およびDPVBiの分散液もまた、CuPc分散液と同一の方法で調製した。 Alq 3 , NPD, 2-TNATA, and DPVBi dispersions were also prepared in the same manner as the CuPc dispersion.
2.構成層を形成するためのスピン塗布
このCuPc分散液をITOガラス上に厚さ0.1〜0.2μmでスピン塗布した。得られた層を乾燥した後、塗膜の表面粗さをSEMまたはAFMにより観察した。
2. Spin coating for forming a constituent layer This CuPc dispersion was spin coated on ITO glass at a thickness of 0.1 to 0.2 μm. After the obtained layer was dried, the surface roughness of the coating film was observed by SEM or AFM.
NPD分散液(上記で調製した)を用いて乾燥済みCuPc層上へスピン塗布し、続いて乾燥することによりNPD層を形成した。そのNPD層上に順次DPVBiおよびAlq3層を形成し、最後にアルミニウムの真空蒸着によりアルミニウム層を形成して、ITO被覆基板/HIL/HTL/EM/ETL/アルミニウムの層を有するOLED素子を作製した。 An NPD layer was formed by spin coating onto the dried CuPc layer using an NPD dispersion (prepared above) followed by drying. DPVBi and Alq 3 layers are sequentially formed on the NPD layer, and finally an aluminum layer is formed by vacuum deposition of aluminum to produce an OLED device having an ITO coated substrate / HIL / HTL / EM / ETL / aluminum layer did.
比較例1
銅フタロシアニン(CuPc)の分散液を、ポリエチレングリコール、テトラヒドロフラン、および銅フタロシアニン(CuPc)を同時に加えたことを除いて実施例1の場合と同様に調製した。この分散液は(分散)安定性が劣り、沈降のせいで基板上に塗布することができなかった。
Comparative Example 1
A dispersion of copper phthalocyanine (CuPc) was prepared as in Example 1 except that polyethylene glycol, tetrahydrofuran, and copper phthalocyanine (CuPc) were added simultaneously. This dispersion was inferior in (dispersion) stability and could not be applied on the substrate due to sedimentation.
比較例2
OLEDを、正孔輸送層(HTL)をNPDの真空蒸着によって形成することを除いて実施例1の場合と同様に作製する。このOLEDは、実施例1で作製したものと比べて低い効率(約33%低い)を示した。
Comparative Example 2
An OLED is made as in Example 1 except that the hole transport layer (HTL) is formed by vacuum deposition of NPD. This OLED showed lower efficiency (about 33% lower) than that produced in Example 1.
実施例2〜5
構成層を、下記の結着剤および溶媒をそれぞれポリエチレングリコールおよびTHFの代わりに使用したことを除いて実施例1の場合と同様に調製した。
Examples 2-5
The constituent layers were prepared as in Example 1 except that the following binders and solvents were used instead of polyethylene glycol and THF, respectively.
実施例2〜5で調製したOLED素子は、実施例1で調製したものに匹敵する性能を示した。 The OLED elements prepared in Examples 2-5 showed performance comparable to that prepared in Example 1.
本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な修正形態および変形形態をなすことができることは当業者には明らかなはずである。したがって本発明は、本発明の修正形態および変形形態を、それらが別添の特許請求の範囲およびその等効物の範囲内にあるという条件で包含するものである。 It should be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, this invention includes modifications and variations of this invention provided that they are within the scope of the appended claims and their equivalents.
Claims (11)
(a)正孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料、電子注入材料、および放出材料からなる群から選択される少なくとも1種類の有機構成材料、
(b)溶媒、および
(c)結着剤
を含む組成物を粉砕するステップを含み、
前記粉砕を、
(i)最初に前記結着剤を前記溶媒と共に粉砕し、
(ii)前記構成材料を加える、
少なくとも2つのステップで行う、方法。 A method for preparing a constituent layer for an organic light emitting diode, comprising:
(A) at least one organic constituent material selected from the group consisting of a hole transport material, an electron transport material, a hole injection material, an electron injection material, and an emission material;
Crushing a composition comprising (b) a solvent, and (c) a binder,
Said grinding,
(I) first crushing the binder together with the solvent;
(Ii) adding the constituent materials;
A method that is performed in at least two steps.
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